Radiazione elettromagnetica e meccanica quantistica

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Algorino

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La radiazione elettromagnetica e lo spettro della luce visibile sono fenomeni che influenzano la nostra percezione dei colori. La diffrazione e l'interferenza della luce dimostrano le proprietà ondulatorie della radiazione, mentre la meccanica quantistica spiega la stabilità atomica e la dualità onda-particella, concetti fondamentali per la fisica moderna.

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Radiazione Elettromagnetica e Spettro della Luce Visibile

La radiazione elettromagnetica è un fenomeno fisico che si manifesta attraverso la propagazione di onde costituite da campi elettrici e magnetici oscillanti perpendicolarmente tra loro e nella direzione di propagazione. Queste onde si muovono nello spazio vuoto alla velocità della luce, che è di circa 3.00 × 10^8 m/s, una costante fondamentale della fisica. Ogni onda elettromagnetica è caratterizzata da una lunghezza d'onda e una frequenza, che sono inversamente proporzionali tra loro e legate dalla relazione c = λν, dove c è la velocità della luce, λ la lunghezza d'onda e ν la frequenza. Lo spettro elettromagnetico comprende un'ampia gamma di lunghezze d'onda, dalla radiazione gamma di lunghezza d'onda estremamente breve fino alle onde radio di lunghezza d'onda molto lunga. La luce visibile rappresenta solo una piccola parte dello spettro elettromagnetico, con lunghezze d'onda comprese approssimativamente tra 400 nm (violetto) e 700 nm (rosso). La percezione dei colori da parte dell'occhio umano è dovuta alla differente lunghezza d'onda della luce visibile, mentre la luce bianca è una sovrapposizione di tutte le lunghezze d'onda visibili e può essere scomposta nei suoi componenti attraverso la dispersione in un prisma o in fenomeni naturali come l'arcobaleno.

Laboratorio scientifico moderno con prisma di vetro che disperde luce in spettro visibile, microscopio elettronico e provette colorate.

Fenomeni Ondulatori: Diffrazione e Interferenza della Luce

La luce, come tutte le onde elettromagnetiche, può subire fenomeni di diffrazione e interferenza. La diffrazione avviene quando la luce incontra un ostacolo o passa attraverso un'apertura le cui dimensioni sono confrontabili con la sua lunghezza d'onda, causando la curvatura e la diffusione dell'onda oltre l'ostacolo. Questo fenomeno è particolarmente evidente quando la dimensione dell'ostacolo o dell'apertura è simile alla lunghezza d'onda della luce incidente. L'interferenza si verifica quando due o più onde si sovrappongono, combinando le loro ampiezze in maniera costruttiva o distruttiva. L'interferenza costruttiva si ha quando le onde si incontrano in fase, risultando in un'ampiezza maggiore, mentre l'interferenza distruttiva si verifica quando le onde sono in opposizione di fase, annullando reciprocamente le loro ampiezze. Questi fenomeni sono alla base di molte applicazioni tecnologiche e scientifiche, come la spettroscopia e la fotografia olografica.